4.1 光的折射 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的反射定律、折射定律及折射率，通过“观察与思考”实验数据表格导入，引导学生分析入射角与折射角关系，从反射现象自然过渡到折射规律，构建递进式知识支架。 其亮点在于以科学探究为路径，通过实验数据推导折射定律培养科学思维，如辨析题纠正“折射角一定小于入射角”等认知误区，例题结合彩虹倒影、透明圆盘测量等实际情境。课堂小结系统梳理规律，助力学生形成物理观念，教师可直接用于教学，提升课堂效率。

1 光的折射 第四章 光 通过对光的折射定律的分析引入折射率，理解折射率的定义及其与光速的关系。 02 通过观察和实验，知道光的反射现象，能理解光的折射定律的内涵。 01 会依据光的反射定律和折射定律作出光路图，熟练运用表达式进行有关计算。 03 重点 重点 难点 01 反射定律和折射定律 如图所示为探究光从空气斜射入某种透明介质发生折射的实验装置，得到的实验数据如右表，请分析表格中的数据并思考以下问题： (1)随着入射角的增大，折射角怎样变化？ 答案　折射角增大 公司logo 公司logo 观察与思考 (2)当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量(误差允许范围内)？ 答案　入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变 入射角θ1(°) 折射角θ2(°) 10 6.7 1.49 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.71 1.51 70 38.6 1.81 1.51 80 40.6 1.97 1.51 光的反射现象 当光射到两种介质的界面时： θ1 θ1' θ2 光的反射现象： 光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光返回到第1种介质的现象 公司logo 公司logo 导入 反射定律 光的反射现象中，光路是可逆的 反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角 公司logo 公司logo 核心知识 光的折射现象 当光射到两种介质的界面时： θ1 θ1' θ2 光的折射现象： 光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象 公司logo 公司logo 导入 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 折射定律 表达式： ＝n12 n12是比例常数，与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关 荷兰数学家斯涅尔总结得出 光的折射现象中，光路是可逆的 公司logo 公司logo 核心知识 (1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化。 (　　) (2)发生光的折射(倾斜入射)时，折射角一定小于入射角。(　　) (3)入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍。 (　　) × × × 辨析 1.(多选)(2025·商丘市高二期中)如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及其倒影，下列说法正确的是 A.彩虹的成因是光的反射 B.彩虹的成因是光的折射 C.彩虹的倒影是由光的折射引起的 D.彩虹的倒影是由光的反射引起的 √ √ 彩虹的成因是光的折射引起的，倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，故A、C错误，B、D正确。 例题 2.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。 (1)画出光路图； (2)入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？ 答案　(1)见解析图　 (2) (2)由光路图可知，折射角为30°，故n12＝， 当入射角为45°时，n12不变， 由n12＝，得sin θ2＝。 (1)光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线，OC为反射光线。 02 折射率 如图所示，当同一束单色光从空气斜射入某种介质时，无论入射角如何改变，入射角的正弦值和折射角的正弦值的比值总保持不变。但是，当该束光由空气以同一入射角斜射入不同的介质时，折射角却不同，入射角的正弦值和折射角的正弦值的比值也发生了变化，这说明什么？ 答案　这说明在光的折射现象中，入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值与入射角和折射角的大小无关，与介质的种类有关。 公司logo 公司logo 观察与思考 折射率 n 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，n = 物理意义：反映介质的光学性质的物理量，常数n越大，光线以相同入射角从真空斜射入这种介质时偏折的角度越大，折射角越小。 θ1为真空(或空气)中的角 折射光线与原来的入射光线的延长线之间的夹角，不是折射角 公司logo 公司logo 核心知识 某种介质的折射率n，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n= 折射率与光速的关系 由于c>v，任何介质的折射率都大于1 公司logo 公司logo 核心知识 当光从某种介质斜射进入空气中时，若入射角为i，折射角为r，请写出这种介质折射率的表达式。 答案　n=。 公司logo 公司logo 思考与讨论 用表达式n=求解介质的(绝对)折射率时，无论光是从空气进入介质， 还是从介质进入空气时，表达式中的sin θ1都理解为空气中的角的正弦值，即折射率为较大角的正弦与较小角的正弦的比值。 公司logo 公司logo 提炼与总结 (1)由折射率表达式n=可知，折射率与折射角的正弦成正比。 (　　) (2)介质的折射率越大，同种光在这种介质中传播速度越小。(　　) (3)光以同一入射角从真空斜射入不同介质时，折射率越大的介质对光的偏折作用越大。(　　) × √ √ 辨析 3. (2025·河北省部分高中高二期中)现要测量一竖直放置的透明圆盘的折射率，如图所示，表盘上12点的位置在最上方，令一束单色光在同一竖直面内的11点的位置处水平射入表盘，经过一次折射后恰好射到2点的位置处，那么表盘材料的折射率为 A.　　　B.　　　C.　　　D. √ 例题 根据题意作出光路图，由几何关系可得，光线在11点处的入射角为α=60°， 折射角为β=45°，根据折射定律可得折射率为n==，故选C。 4. (来自教材)如图甲、乙，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高 的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距。 求油的折射率和光在油中传播的速度(真空中光速c=3×108 m/s，结果均保留2位有效数字)。 答案　1.6　1.9×108 m/s 因为底面直径与桶高相等， 所以∠AON=∠BON'=45° 由ON'=2CN'可知sin ∠CON'== 因此，油的折射率n==≈1.6 由n=，可知光在油中的传播速度v== m/s≈1.9×108 m/s。 应用反射定律和折射定律解题的步骤 根据题意规范画出光路图。 1 利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是光线与法线的夹角。 2 利用反射定律、折射定律及几何知识列方程求解，必要时可利用光路可逆原理辅助解题 3 公司logo 公司logo 总结提升 光的折射 折射率　 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的 由于c>v，所以任何介质的折射率都大于1 反映介质光学性质的一个物理量 n= 三线共面，两线分居，入射角的正弦与折射角的正弦成正比 应用反射定律和折射定律解题的步骤 折射率越大，介质使光线偏折的程度就越大 表达式：＝n12 折射定律 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $